测控总线技术实验指导书最新F最近一次微调.docx

1、测控总线技术实验指导书最新F最近一次微调测控总线技术实验指导书朱欣华 编写南京理工大学2007年4月实验一 SC2102 CAN总线PCI插卡应用一、实验目的在了解SC2102 CAN总线PCI接口卡原理的基础上，掌握其与PC电脑的连接方法与具体应用；学会CAN节点的波特率设置和ID设置等；通过实验加深对CAN总线的工作原理的理解与认识。二、实验内容1参考附录中的SC2102数据手册，了解SC2102 的硬件组成和使用方法；2学会将SC2102总线接口卡的两个CAN端口的总线接线；3学会接口卡PC端控件和驱动的安装；4学会使用SC2102 PC 端软件；5学会正确设置CAN总线的波特率和ID号

2、等；6对自建系统进行测试。三、实验原理及方法1按图1连接好CAN 两个端口的通信线。图1 CAN总线PCI插卡端口接线图 2接口卡PC端控件和驱动的安装因为要用到SC2102接口卡的ActiveX控件，所以使用前要先注册。注册方法如下： （1）先在桌面“CAN”文件夹中找到“实验一”，再在其中找到“PC端驱动”，然后找到“SC2102C.OCX”控件文件，把它复制到C:windows下；（2）点“开始”- “运行”，然后在“运行”中输入: Regsvr32 SC2102C.ocx 。如果能看到如下提示，说明注册成功；若出错请仔细检查已执行的注册方法和步骤是否正确。图2 注册成功提示（3）当把C

3、AN总线PCI插卡插到PC机的PCI插槽上时，开机有提示“找到新的硬件”，选择,系统询问“是否选择搜索新硬件”选择，在硬件列表中选择“其它设备”，单击，选“从列表或指它驱动器按装”，单击，选择SC2102 驱动程序目录，在桌面CAN实验一驱动Windows98_2000 目录下，单击 ，再单击，即可完成驱动的安装。3. 运行SC2102 CAN总线PC端控制软件PCI_CAN并进行相关设置在电脑桌面“CAN”文件夹中“实验一”里面运行SC2102 CAN总线PC端控制软件PCI_CAN，出现如图3所示界面：图3 PC端软件界面然后完成如下的设置操作：（1） 设置波特率：BTR0、BTR1 BT

4、R0 和 BTR1 是CAN总线的两个时序寄存器。用它们的组合来设置CAN总线的波特率。波特率设置按表1，选择好要设定的波特率所对应的BTR0和BTR1的值，在软件中对应的地方设置好，就完成了波特率的设置。表1 CAN 波特率设置表波特率最大总线长度BTR0BTR11Mbps40m00h14h500kbps130m00h1ch250kbps270m01h1ch125kbps530m03h1ch100kbps620m43h2Fh50kbps1.3km47h2Fh20kbps3.3km53h2Fh10kbps6.7km67h2Fh5kbps10km7Fh7Fh（2）设置模式选择位：FF 设置好模式

5、选择位FF，FF = 0 对应 11 位标准模式(SFF)，FF = 0 对应 29位扩展模式(EFF)。（3）设置好报文验收码：AC 和报文屏蔽码：AM它们两位都是根据 FF 决定模式来确定的，如果 FF = 0 则 AC 和 AM 都是 11 位二进制码，同理 FF = 1 时就是 29 位二进制码（4）设置好报文标志位：ID ID的设置也要根据 FF 来决定是11位还是29位，同上面一样，设置好设备网络中的ID号。不用的设备ID号一般不要相同，以示区别两设备。（5）设置好帧标志位：RTR当 RTR = 0 时表时的时数据帧，当 RTR = 1 的时候表示远程帧。（6）设置好数据长度和数据

6、：DLEN 和 DATA其实只要设置好数据就可以了，因为DLEN会自动根据你所设数据来调整。CAN总线一次最多可以发8个定节的数据，所以 DATA 区最多可以输入8个字节的数据。（7）设置参考灵活设置CAN 节点的验收码和验收屏蔽码可实现点对点、一点对多点以及多主机的工作方式。例如，当某节点的验收屏蔽码设置为0x7FF即图中的十进制数 2047，时它将可以接收到总线上所有的数据包当某节点AC=0x01，AM=0x00 时该节点只能接收到(ID.10ID.0)=0x01 的数据包。图3中的设置可以参考，两个CAN口AM都设成了 2047 所以它们都可以收到总线上所有设备所发的消息，只要设置好要发

7、的数据，设置就完成了。4对基于CAN总线PCI插卡的自建系统进行测试（1）首先，必须先打开CAN口，点图3中的，打开 CAN；（2）然后，对两个端口CAN0和CAN1分别进行复位，即分别点图3中的；（3）最后点图3中的，CAN0发送成功后，CAN1会收到，而CAN1发送成功后CAN0会收到。如果做到了两边都可以收发则说明CAN总线PCI插卡应用成功。四、实验仪器设备 1PC电脑一台 2SC2102 CAN总线PCI接口卡一个 3两个DB9针CAN接头 4导线若干五、思考题1实验中要是有多个CAN设备挂入总线，要实现广播发送，AC、AM如何设置？2实验中波特率的设置有何讲究？3CAN通信中如果距

8、离较长，选用何种通信导线可是使干扰最小？*4参考实验附录1，通过提供的控件和例程自己设计一个PC端的软件，实现对CAN总线的设备的控制。六、实验报告要求（1）使用统一的实验报告封面格式并填写有关信息；（2）要有反映实验目的、实验中所用的主要设备、自己理解的实验原理、完成的实验内容等方面的内容，要求客观真实；（3）对实验过程中的现象等要有记录、分析，对思考题的思考结果也可反映在报告中。实验二 CAN总线远程测控网络设计一、实验目的在对CAN总线应用有一定的感性认识的基础上，通过实验，掌握CAN总线远程测控网络的构成方法并有实践方面的认识。二、实验内容1参考附录中的SC3410数据手册，了解CAN

9、总线智能远程测控卡的结构与功能；2将SC2102的CAN0 口与 SC3410 接入同一CAN网络中；3正确设置SC2102 CAN0和SC3410的波特率；4 正确操作PC端软件，实现通过PC端软件控制CAN总线PCI卡SD2102来控制与SC3410相连的LED显示；5通过PC端软件读回与SC3410相连的16路开关的状态；6通过PC端软件读回与SC3410相连的模拟信号的A/D转换结果；7通过PC端软件控制SC3410上的DAC，用万用表测量输出的模拟量；8参考附录中的SC3404和SC1500的数据手册，正确使用SC1500中继器，实现与远距离的SC3404接口卡间进行的通信原理（选做

10、）。 三、实验原理及方法1把与SC3410配套的实验接口板用50线的专用排线与SC3410的CAN控制卡相连接；用导线正确连接CANL 与CANH，把SC3410 CAN总线智能远程测控卡挂到SC2102 CAN总线PCI接口卡的CAN0上；接上+5V电源。2打开PC端软件PCI_CAN 按表1正确设置波特率，波特率设置同SC2102 CAN总线PCI插卡应用实验（实验一）；正确设置SC3410上的拨码开关，选择相同的波特率（具体设置方法参考SC3410的数据手册）。表1 SC3410的波特率对照表CANBT1CANBT0位速率最大总线长度BTR0*BTR1*0(on)0(on)1Mbps40

11、m00h14h0(on)1(0ff)500kbps130m00h1ch1(0ff)0(on)250kbps270m01h1ch1(0ff)1(0ff)125kbps530m03h1ch3点击软件界面上的，并，使SC2102处于工作状态。4通过PCI_CAN软件设置好16路LED灯（上电默认值是全亮）；点击软件界面上的“发送”键，观察实验接口板上对应的LED的点亮情况是否正常。5通过拨码开关设置状态（SC3410的开关向上是高电平，向下是低电平），然后点“读取”，观察软件读回的开关状态是否正确。6通过SC3410实验接口板的跳线正确选择A/D输入通道（共有8路可选），然后通过跳线正确设置输入的电

12、压值并用万用表测量，记录实际电压值的大小；通过PCI_CAN软件设置好A/D相同的采集通道，点“采集”就可以显示出转换结果；将转换结果与先前记录的电压值进行比较。7通过PCI_CAN软件设置好DAC输出的电压值（电压值设定以mV为最小单位，设置范围在04095 mV之间）；然后选取输出通道（共有两路，每次通过设置选择一路）；在实验接口板的DAC输出端用万用表测量对应通道的电压值，观察与设置是否一致。8假设SC3404是一个远程的CAN接口卡，通过参考附录5所示的实验原理，经SC1500将SC3404连到SC2102和SC3410组成的CAN网络中，并接上SC3404的实验卡，实现实验中 4和5

13、 两个实验内容（选做）。四、实验仪器设备1PC电脑一台2SC3410 CAN总线智能远程测控卡3SC3404 CAN总线智能远程测控卡4SC2102 CAN总线PCI总线接口卡5SC1500 CAN总线网桥中继模块6SC3404 实验接口板7SC3410 实验接口板8数字万用表9+5V直流电源10导线若干五、思考题1参考SC3404和SC3410的数据手册，比较其同异？2如果还有别的设备要接入现有的CAN总线中，新接入的CAN设备的AC、AM及波特率等各参赞数应如何设置？3如果要使CAN总线中的其中的一个设备具有广播功能，那么该设备和其他设备的AC、AM及ID该如何设置？*4通过参考SC341

14、0与SC2102的数据手册，设一个PC软件，通过CAN总线使SC3410完成对其16个DI和DO的控制，使其成为CAN网络的一个测控终端。六、实验报告要求（1）使用统一的实验报告封面格式并填写有关信息；（2）要有反映实验目的、实验中所用的主要设备、自己理解的实验原理、完成的实验内容等方面的内容，要求客观真实；（3）对实验过程中的现象等要有记录、分析，对思考题的思考结果也可反映在报告中。实验附录1SC2102 CAN总线PCI插卡数据手册一、概述CAN 是一种串行总线最高传输速率1Mbps ，具有总线仲裁，错误检测，自动重发等功能，适用于仪器或设备中的传感器、传动器等智能I/O 设备的联网。由于

15、它的多主协议、实时能力、错误更正、高抗噪等特性，由最初只用于汽车上，发展到工业自动化领域。SC2102 是双路隔离CAN 总线PC 插卡，PCI 总线，采用直接内存映射方式访问CAN控制器，支持CAN2.0B 协议。该卡为用户提供打包的控件编程支持，具有编程简单、控制灵活的特点极大的降低了开发难度和成本。是快速建立CAN 网络运用的有效选择。二、技术指标 可同时操作两路独立的CAN 总线支持CAN2.0B 协议 PCI 总线支持即插即用 驱动支持Win98/Me/Se/Win2000 控件，编程支持，中断/查询 直接内存映射，快速访问CAN 控制器 最高传输速率1Mbps（ 40 米） 最远传

16、输距离10Km （小于5Kbps） 总线隔离1000VDC CAN 总线输入输出指示灯，电源指示灯 两个DB9 针式CAN 总线连接器 功耗：+5V150mA 典型200mA 最大 供电电压：+4.5V +5.5V 工作温度：0 70三、硬件说明1、元件说明J1CAN 总线Port0， DB9 针式插座J2CAN 总线Port1， DB9 针式插座E1CAN 总线Port0 终端匹配电阻设置E2CAN 总线Port1 终端匹配电阻设置D1电源指示灯D2CAN 总线Port0 数据传输状态指示灯D3CAN 总线Port1 数据传输状态指示灯2、 CAN 总线Port0/Port1（ J1/J2

17、）管脚定义DB9针式插座管脚CAN 总线定义2CANL4CANH*建议用户使用双绞线3、 CAN 总线Port0/Port1 终端匹配电阻跳线设置(E1/E2)ON ：CAN 端口接入终端匹配电阻阻值120ROFF ：CAN 端口取消终端匹配电阻在CAN 网络中，应采用总线式连接，在两端的站点安装匹配电阻，其余站点不安装匹配电阻。如图所示，只有1#站点和N#站点需要安装匹配电阻。四、CAN 总线端口验收码AC，验收屏蔽码AM，报文标识符ID 的关系设目的CAN 端口验收码，验收屏蔽码分别为AC、AM 则源CAN 端口报文标识符ID设置应满足如下条件，将予以验收，以11 位标准格式(SFF)为例

18、，29 位扩展格式(EFF)同理可推。(ID.10ID.0)同或(AC.10AC.0)或(AM.10AM.0)=B用户应用中可以灵活设置CAN 节点的验收码和验收屏蔽码，达到点对点，一点对多点以及多主机的工作方式。例如，当某节点的验收屏蔽码设置为0x7FF，时它将可以接收到总线上所有的数据包当某节点AC=0x01，AM=0x00 时，该节点只能接收到(ID.10ID.0)=0x01 的数据包。五、CAN 总线波特率设置此表显示CAN 总线系统任意两个节点之间最大距离与位速率的关系位速率最大总线长度BTR0*BTR1*1Mbps40m00h14h500kbps130m00h1ch250kbps2

19、70m01h1ch125kbps530m03h1ch100kbps620m43h2Fh50kbps1.3km47h2Fh20kbps3.3km53h2Fh10kbps6.7km67h2Fh5kbps10km7Fh7Fh六、SC2102PCI 卡的驱动安装1、 Windows98/SE/ME/TH 操作系统安装步骤； 在Win98 控制面板中，双击； 在“添加新硬件”向导窗口中，点击； 点击； 系统询问是否选择搜索新硬件选择， 单击； 在硬件类型列表框中选择“其它设备”，单击； 单击； 单击； 选择SC2102 驱动程序目录，在资料盘SC2102驱动安装Win98_2000 目录下，单击； 单击

20、； 单击； 单击； 单击；安装成功后可以点击控制面板的系统图标，这时该设备应在设备管理器的设备列表中，选中SC2102 卡，点击可查看该设备运行情况。2 、Windows2000 操作系统安装步骤 启动计算机时，计算机提示找到新硬件 选择； 系统询问是否选择搜索新硬件，选择； 在硬件列表中选择其它设备，单击； 单击； 单击； 选择SC2102 驱动程序目录，在资料盘SC2102驱动安装Win98_2000 目录下，单击； 单击； 单击；七 、SC2102C 控件安装随卡提供编程所需的SC2102C.OCX 控件直接运行资料光盘中的SC2102 控件安装程序即可，SC2102 测试软件将同时安装

21、。八 、SC2102C 编程说明1、控件属性ID（LONG）： 只读，接收数据包的报文标识符。11位/29位二进制。RTR（BYTE）：只读，接收数据包远程帧标志位，0-数据帧，1-远程帧。DLEN（BYTE）： 只读，接收数据包数据字节长度。0-8。2、控件方法 BOOL OPEN()：打开SC2102，卡成功返回TRUE。例VB 编程If SC2102C.OPEN=TRUE Then LabStatus.Caption=”Open Ok!”VC 编程if(!m_SC2102C.OPEN()m_Message=”OPEN ERROR”;UpdateData(FALSE); BOOL RESE

22、T(byte PortNum, byte FF, long AC, long AM, byte BTR0, byteBTR1)复位CAN，端口成功返回TRUE。PortNum：CAN 端口号0 or 1FF：模式选择0 11 位标准模式(SFF) 1 29 位扩展模式(EFF)AC：报文验收码由FF 决定11 位或者29 位二进制码AM：报文屏蔽码由FF 决定11 位或者29 位二进制码BTR0：总线时序寄存器0BTR1：总线时序寄存器1例：VB 编程If SC2102C.RESET(0,0,128,2047,0,28)=TRUE Then LabStatus.Caption=”Can0 Re

23、setOk!”VC 编程if(!m_SC2102C.RESET(0,0,128,2047,0,28)m_Message=” Can0 Reset ERROR”;UpdateData(FALSE); BOOL SEND(byte PortNum, long ID, byte RTR, byte DLEN, VARIANT*DATA)发送一个CAN，包成功返回TRUE。PortNum：CAN 端口号0 or 1ID：报文标识符由FF 决定11 位或者29 位二进制码RTR：远程帧标志位0 表示数据帧1 表示远程帧DLEN：报文数据字节数0 8DATA：数据字节数组指针例：VB 编程Dim i As

24、 IntegerDim a(7) As ByteFor i = 0 To 7a(i) = iNext iDim data As Variantdata = aIf SC2102C.SEND(0, 17, 0, 8, data) = True ThenLabel1.Caption = can0 send.End IfVC 编程COleSafeArray sa;unsigned char c8;long i;ULONG j;j=11;sa.Create(VT_UI1,1,&j);for(i=0;i8;i+)ci=i+114;sa.PutElement(&i,&ci);VARIANT vaResul

25、t;vaResult=sa.Detach();m_SC2102C.SEND(0, 17, 0, 8, &vaResult); BOOL RECEIVE(byte PortNum, VARIANT* DATA);接收一个包成功接收返回TRUE例：VB 编程Dim a1() As ByteDim data As VariantDim nn As ByteDim i As IntegerIf (SC2102C.RECEIVE(0, data) = True) Thena1() = dataLabel2.Caption = id= & SC2102C.ID & rtr= & SC2102C.RTR &

26、 dlen= & SC2102C.DLENLabel3.Caption = For i = 0 To SC2102C.DLEN - 1Label3.Caption = Label3.Caption + Format(a1(i) + Next iEnd IfVC 编程VARIANT* Data;COleSafeArray sa;Data=(VARIANT*)(&sa);if(m_SC2102C.RECEIVE(0,Data)long k;BYTE c8;for(k=0;km_SC2102C.GetDlen();k+) sa.GetElement(&k,c+k);char str10;m_Mess

27、age=”;for(int i=0;im_SC2102C.GetDlen();i+)itoa(ci,str,16);m_Message=m_Message+str+”; BOOL CLOSE();关闭CAN，卡成功返回TRUE。例：VB 编程If SC2102C.CLOSE=TRUE Then LabStatus.Caption=”CLOSED”VC 编程if(!m_SC2102C.CLOSE()m_Message=”CLOSE FALSE”;UpdateData(FALSE);3、 控件事件CanEvent(byte IntFlag)IntFlag 各位代表两路CAN 端口共8 种中断事件：

28、CAN Port 1CAN Port 076543210溢出中断出错中断发送中断接收中断溢出中断出错中断发送中断接收中断中断处理程序编程举例(VC)：if(IntFlag & 0x01)/此处添加CAN Port0 接收中断处理程序/添加接收数据包的程序if(IntFlag & 0x02)/此处添加发送中断处理代码if(IntFlag & 0x04)/出错中断此处添加出错中断处理代码/可复位相应CAN 端口以消除出错状态if(IntFlag & 0x08)/数据溢出中断/可复位CAN Port0 以消除超载状态4、更多编程举例请参考资料光盘中SC2102 目录下的Demo 程序目录。九、产品清单1、SC2102 CAN 总线PCI 网卡2、 测试用双绞线一个3、 产品说明书一份4、 产品资料光盘一张实验附录2SC3410 CAN总线智能远程测控卡数据手册一、技术指标 8路12bitA/D单端输入 输入模拟电压范围8路独立可编程：05V，010V，-5+5V，-10+10V A/D转换速率100ksps 2路12bitD/A，输出范围：04.096V 16路DI，TTL，内部上拉电阻 16路DO，TTL 支持选通、轮询、周期、状态改变